摘要:电池片作为供应链的中游环节,通过工艺将上游的硅片形成 PN 结,以产生光生伏特效应(简称光伏效应)。具备 PN 结的光伏电池在外接负载后即可输出功率。光伏电池的技术发展是决定电池效率的最主要因素,为了在产品技术上拥有更多的主导权,并获得更好的成本控制能力,许多
电池片作为供应链的中游环节,通过工艺将上游的硅片形成 PN 结,以产生光生伏特效应(简称光伏效应)。具备 PN 结的光伏电池在外接负载后即可输出功率。光伏电池的技术发展是决定电池效率的最主要因素,为了在产品技术上拥有更多的主导权,并获得更好的成本控制能力,许多垂直整合的厂家会同时具备电池片与组件的生产能力。
产能与价格
2023-2024 年间,电池片面临 P 型转 N 型的技术迭代,新建 N 型产能在 2023 年大规模落地,再加上 PERC 产能尚未完全退出,导致 2023 年全球电池片总产能出现超额增长,2023 年底电池片年产能超过 1,150 GW,成长率将近 95%。2024 年,PERC 电池片产能已出现大量关停,加上东南亚四国(越南、马来西亚、泰国和柬埔寨)受到美国对东南亚四国之双反调查影响,也在 2024 年陆续关停,2024 年全球产能略为下降至 1,130GW 左右,同比 2023 年下降约 5%。显示自 2024 年起,电池片环节的总产能增长率将开始放缓,长期而言,预计在 2030 年达到 1,450-1,500 GW 左右的水平,年增率较难突破两位数。
回顾 2024 年电池片市场价格,PERC 182*183.75 系列与 210 系列电池片,从年初的RMB 0.374-0.378/W(约 USD 0.052/W)跌落至年底的 RMB 0.275-0.280/W(约USD 0.038/W),跌幅超过 25%,由于多数电池片厂家已陆续关停 PERC产能,供给与需求并行下滑将导致 PERC 电池片在 2025 年呈现横盘,逐渐成为特规产品,并出现产品周期末期上翘的价格曲线。
TOPCon 电池片部分,M10 系列从 2024 年初 RMB 0.47/W(约 USD 0.065/W)跌落至年底的 RMB 0.279/W(约 USD 0.038/W),跌幅超过40%;G12R 系列则从年中的 RMB 0.325/W(约 USD 0.045/W)跌落至年底的 RMB0.268/W(约 USD 0.037/W),跌幅约 18%;G12 系列则从年中的 RMB 0.325/W(约 USD 0.045/W)跌落至年底的 RMB 0.285/W(约 USD 0.039/W),跌幅约12%。因电池片价格大幅取决于上下游环节价格走势,若整体供应链价格趋稳,加上其他政策因素逐渐推进,预计 2025 年 TOPCon 电池片价格将落在 RMB 0.28-0.30/W(约USD 0.038-0.04/W)区间。
厂家市占率
在电池片环节中,TOP 5 厂家皆为具备组件业务的垂直整合厂,2024 年,TOP 5 厂家的电池片产能约达 440 GW,较 2023 年的 420 GW 增长近 5%,基本上较无变动,占整体电池片产能约 40% 的比重,较 2023 年比重上升 4%。实际产出方面,2024 年 TOP 5 市占率达到近 50%,并有望于 2025 年突破 50%。
此外,若排除组件垂直整合厂和其他电池片厂家代工部分,仅观察电池制造商对外出货量,则依序为通威、中润、捷泰、英发和爱旭,2024 年上述五间厂家共出货约 195 GW 电池片,相比 2023 年下降近 6%,前几年高速增长的趋势俨然趋缓。2024 年底,在中国光伏行业协会的牵头下,厂家间的产能自律机制已开始建立,各环节的生产配额限制也陆续出台,对新增产能形成约束,市场供需失衡的状况亦开始朝向修复方向发展。而随着垂直整合厂的集中度不断提升,预计专业电池厂的数量将逐渐减少,垂直整合厂也会随着技术迭代与海外布局仍少量扩大自身的电池产能,增强对产品尺寸与技术的掌控能力。
在电池片技术持续更迭、以及垂直整合厂未来市占率和产业集中度提升的情形下,至2030 年底,TOP 5 电池片厂家的产能将达到 600 GW 以上,占整体电池厂家比重仍持平在 40% 上下,市占率也将保持在 50% 左右。
技术趋势
电池在整个光伏供应链中扮演着提升光电转换效率的关键角色。无论是从多晶技术转换为单晶技术,还是从 P 型 PERC 技术转为 N 型 TOPCon、异质结(HJT)或背接触(backcontact , xBC ) 技术的过程中,电池片厂家皆积极以提升光电转换效率作为主要发展目标,同时探索减少成本的方法。
TOPCon。2022 年,PERC 电池技术仍占据整体市场超过八成的市占率,但随着 PERC 电池技术效率提升进入瓶颈期,加上 N 型电池技术具备更高效率、更低的温度系数与良好的弱光效应等优势,整体性价比明显高於PERC电池技术。其中,又以 TOPCon 凭借其高效率、与PERC 产线的兼容性以及相较于 HJT 和背接触电池技术更低的生产成本,使 TOPCon 技术成为继 PERC 之后光伏市场的新一代主流电池技术。
自 2023 年下半年起,市场开始热议激光辅助烧结技术 (Laser-enhanced contactoptimization,LECO),此技术再次为 TOPCon 电池提升了约 0.2-0.4% 的转换效率。到 2024 年,主流 TOPCon 电池的转换效率已达到 24.7-25.2%。根据 InfoLink 统计,2024 年 TOPCon的名义产能已达到约 860 GW,其中 10% 左右为 PERC 产能改造升级,总体相比 2023 年的 560 GW 成长将近 55%,HJT 和背接触电池的产能合计也来到约 120 GW 左右。
低迷的行情加速 PERC 产能出清,PERC 产能则从 2023 年的近500 GW 下降至 2024 年的 130 GW,跌幅超过 70%,市占比例也下跌至 20% 左右,自 2024 年起逐渐成为特规产品,预计 2025 年市占率将跌至 10% 以下。2024 年,TOPCon 市占率已超过 70% 的水平,对比 2023 年 25% 左右的市占率出现显著提升。
随着 PERC 产线陆续退坡,TOPCon 将兼容原先的 PERC 产线,加上 TOPCon具备效率与 HJT 相差不大,理论效率极限可达 28.7%,成本却低于 HJT 的特性,成为当今市场上极具竞争力的技术产品,适合应用于大型集中式项目。因此,2025 年 TOPCon市占率有望突破 80%,预期将持续稳坐未来数年内的主流技术位置。
HJT。相较于 TOPCon 需 11-14 道的制程工序,HJT 技术仅需 6 道工序,整体工艺流程更为简短。此外,HJT 电池采用低温工艺,不仅具备更低的碳足迹优势,受弱光影响也较小,且在理论转换效率和双面率等性能指针上,均优于 TOPCon 技术。尽管 HJT 成本相比以往已大幅下降,但其成本仍高于 TOPCon。同时,HJT 的初始投资金额较为高昂,也成为技术选择与迭代发展过程中的一大瓶颈。综观整体,HJT的转换效率尚未能显著超越 TOPCon,却因成本劣势导致市占率偏低。未来HJT能否进一步提升市占率,仍须视浆料、靶材及设备等降本进度而定。
xBC。背接触技术因其特殊的结构设计,能够消除栅线遮挡,从而提高电池片的受光面积与入射光的利用效率,使其在转换效率提升与外观美观性方面具备显著优势。此外,该技术还可与 P 型、N 型 TOPCon 及 HJT 等不同电池技术进行结合,进一步衍生出 HPBC、TBC 和HBC等背接触电池,不仅提升了效率,亦兼具美观效果,深受众多对产品外观要求较高的厂家与客户的青睐,适合应用于高端户用和工商项目。
然而,背接触技术仍存在一些须要改进的问题,例如工艺技术相对复杂,难以实现薄片化,且双面率较低。此外,背接触电池片的生产流程较长,设备需求更多,导致设备投资成本较高,从而增加了降本的难度,生产流程过长也会提高电池片在制程中的不良率风险。目前,中国主要的背接触电池厂家生产的电池片效能、良率与双面率仍持续提升,头部厂商都开始配备中试或研发线,然受限于较高的产线改造成本,整体市场规模还未能有太快进展。
总结而言,由于 HJT 与背接触电池片技术在工艺技术难度高、投资金额大以及降本挑战等方面仍须克服,预计 2025-2028 年间,TOPCon 技术将继续稳居市场主流地位。长期来说,当 TOPCon 电池片效能达到理论转换效率极限后,或将透过与背接触技术结合来提升效率,进一步延长产品周期。此外,部分厂家持续开发 HJT 叠加钙钛矿工艺,形成叠层电池技术,期望实现大幅度的效率提升,而未来叠层技术的量产速度也取决于单结钙钛矿的电池技术稳定性、成本、效率能否取得平衡。
来源:思瀚研究院